基于某crosta方法地遥感矿物蚀变信息提取操作文档

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1、word专题四：基于crosta方法的遥感矿物蚀变信息提取1、专题概述蚀变岩石是在热液作用影响下，使矿物成分、化学成分、结构、构造等发生变化的岩石。由于它们经常见于热液矿床的周围，因此被称为蚀变围岩，蚀变围岩是一种重要的找矿标志。遥感地质应用中，近矿围岩蚀变形成的蚀变岩石与其周围的正常岩石在矿物种类、结构、颜色等方面都有差异，这些差异导致了岩石反射光谱特征的差异，并且在某些特定的光谱波段形成了特定蚀变岩石的光谱异常。光谱异常为用遥感图像的异常信息提取提供了理论依据。遥感蚀变异常信息提取的方法有多种，其中主成分分析法提取蚀变信息是相对最为广泛的。主成分分析PCA：Principal ponent

2、 Analysis是基于信号二阶统计特性的分析方法，由于所获各主成分之间不相关，主成分之间信息没有重复或冗余。多光谱遥感数据通过PCA所获每一主成分常常代表一定的地质意义，且互不重复，即各主成分的地质意义有其独特性。但是由于蚀变矿物形成的影像特征在遥感图像上往往表现得很微弱或不明显，甚至“淹没在主体色调中。以TM数据为例，通过Crosta方法说明其准如此，通过TM1、TM3、TM4、TM5和TM1、TM4、TM5、TM7的波段组合分别进展主成分分析提取铁染蚀变和羟基蚀变信息。由TM1、TM3、TM4、TM5做PCA处理，处理后的某个新的成分可能集中了铁染蚀变信息。对代表铁染蚀变的主成分的判断准

3、如此是：TM3的系数应与TM1、TM4的系数相反。由TM1、TM4、TM5、TM7作为输入波段进展主成分分析。对代表羟基和碳酸根离子主成分的判断准如此是：TM5系数应与TM7、TM4的系数符号相反，TM1一般与TM5系数符号一样。依有关地物的波谱特征，羟基和碳酸根离子信息包含于符合这判断准如此的主成分内。铁染蚀变和羟基蚀变存在于绝大多数成矿岩体中，提取这两种蚀变信息根本可以确定研究区成矿岩石的分布情况。原理与其他方法参考博文：遥感矿物蚀变信息提取方法与ENVI下实现参考文献：干旱区TM图像蚀变信息提取方法研究、ETM+(TM)蚀变遥感异常提取方法研究与应用-方法选择和技术流程2、处理流程介绍主

4、要包括：图像预处理、PCA分析、选择有效成分、异常切割、蚀变信息处理等步骤图1。原始数据经过一系列的图像预处理，包括几何纠正，大气校正，掩膜去背景等；再选择波段进展主成分分析，根据上述的原如此进展成分的选择；将选择的成分用异常切割标准处理，突出蚀变信息；并与的矿点资料进展叠合分析，验证提取的蚀变结果。在做异常切割时，利用( X + k) 确定异常下限和划分异常强度等级。X是某一成分的统计均值代表区域背景，是该成分的标准差。k取值一般是13，有了这一标准，切割异常时可以减少主观任意性，并使操作较为规X化。经PCA处理后得到的各成分是互不相关的，理论上可以看成是单一的地物。但是由于大气，传感器、异

5、物同谱等影响，各成分并不只是单一的地物，所以在提取异常时利用阈值切割法。参考ETM+(TM)蚀变遥感异常提取方法研究与应用-方法选择和技术流程TM/ETM+原始数据数据读取辐射定标几何校正大气校正研究区裁剪基准影像蚀变异常等级分布图结果验证1345 PCA分析4铁染异常成分判断数据预处理铁染蚀变信息提取规如此裁剪1457 PCA分析羟基异常成分判断异常等级划分异常等级划分羟基蚀变信息提取图专4-1 流程图1、 详细的处理过程本专题的数据存放在“18-基于crost方法遥感蚀变信息提取文件夹内。数据预处理第一步：数据读取和定标1打开tm原始影像数据选择主菜单- File - Open Exter

6、nal File - Landsat-GeoTIFF with Metadata，打开“XXXX文件。可以看到ENVI自动进展了波段合成。2TM数据辐射定标选择主菜单- Basic Tools - Preprocessing - Calibration Utilities - Landsat Calibration，选择含有多波段的，弹出如下对话框，图2，选择保存路径，点击OK。图专4-2 辐射定标参数设置对话框第二步：FLAASH大气校正3辐射量度单位转换选择主菜单- Basic Tools - Band Math ，在对话框中输入转换公式，见如下图3 ：图专4-3 Bandmath 输入单

7、位转换公式输入转换公式以后，点击Add to List，再点击OK。弹出如下对话框图4，点击Map Variable to Input File按钮为B1变量赋值，选择经过定标处理后的文件进展单位转换，点击OK。在Variables to Bands Pairings面板中，指定存储路径，点击OK。转换后的文件自动的添加在波段列表中。具体的操作步骤见如下图4：图专4-4 输入波段组合数据步骤4储存顺序调整Flassh大气校正对于波段存储的要求为：BIL，BIP格式，上述计算得到的存储方式为BSQ，在此进展波段存储顺序的转化，具体操作如下：选择主菜单- Basic Tools -Convert

8、Data (BSQ ,BIL ,BIP)；选择上一步处理的结果文件，点击OK；弹出如下对话框图5设置如下，点击OK：当Convert In Place选Yes时，输出的文件自动的覆盖输入文件。图专4-5 存放顺序转换5Flaash校正参数设置大气校正的前期准备工作完毕，现在进展校正参数的设置：ENVI basic tools preprocessing calibration utilities FLAASH，弹出对话框图6：单击Input Radiance Image按钮，选择上一步准备好的辐射亮度值数据。由于经过了单位换算过程，在Radiance Scale Factors对话框中选择Us

9、e single scale factor for all bandsSingle scale factor：。Lat：Log：图专4-6 flaash大气校正参数输入图专4-7 多光谱设置对对话框图专4-8 flaash高级设置面板6根据上述图中的参数设置图6,7,8，然后点击ok，运行flaash大气校正。运行结果见图9。注意：可以使用restore按钮导入事先准备好的模板文件，在“中间结果文件夹中。图专4-9 校正结果比拟第三步：研究区裁剪一、 工程区裁剪（1） 打开前面做好的文件：，（2） 主菜单-File-Save File As-ENVI Standard，弹出New File B

10、uilder面板，（3） 在New File Builder面板中，单击Import File，弹出的Create New File Input File面板，（4） 在Create New File Input File面板中，选中Select Input File列表中的裁剪数据，单击Spatial Subset按钮，（5） 在Select Spatial Subset面板中，单击Image，弹出Subset by Image对话框图10，（6） 在Subset by Image对话框中，按住鼠标左键拖动图像中的红色矩形框确定裁剪区域，单击OK，（7） 在Select Spatial Su

11、bset面板中，可以看到裁剪区域信息，单击OK，（8） 在Create New File Input File对话框中，单击OK，（9） 在New File Builder，单击Choose设置输出文件名与路径，单击OK。完成研究区的裁剪过程。图专4-10 研究区域裁剪二、 反射率单位转换说明，为了保证学员练习操作时，采用统一的研究区域，请打开数据文件夹中的“中间结果研究区文件夹中的数据。1选择主菜单- Basic Tools - Band Math ，在对话框中输入转换公式2按照“第二步，flaash大气校正中辐射量度单位转换中操作的步骤，实现反射率的单位转换。B1变量的指定值为文件。指定保

12、存路径和保存文件名。第四步：掩膜一、消去植被和水体的影响1选择主菜单-Vector-Open Vector File，选择文件注意：在该练习数据的“中间结果文件夹中；2选择主菜单-Basic Tools-Masking-Build Mask，选择已经打开的要建立掩膜的文件。3在Mask Definition的Options菜单下Import EVFs，选择已经打开的文件，点击OK，指定输出路径和文件名：，点击APPLY，结果文件出现在波段列表中。4建立反掩膜文件。选择主菜单-Basic Tools-Band Math中输入(b1 eq 0)*1 +(b1 eq 1)*0，指定路径和文件名，点击

13、OK见图11，结果文件出现在波段列表中，双击显示见图12。图专4-11 波段运算中变量赋值图专4-12 掩膜与反掩膜比照图信息提取一、羟基蚀变信息提取1选择主菜单-Transform-Principal ponent-Forward PC Rotation-puter New Statistics and Rotate。2在Principal ponents Input File中选择文件；点击Spectral Subset按钮，按住ctrl键，选择1457波段，点击OK；在Select Mask Band按钮中选择文件图13，点击OK；再点击OK。3在Forward PC Parameter

14、s中图14，选择文件保存的路径和文件名：和，点击OK。图专4-13 选择掩膜波段图专4-14 主成分分析参数设置二、确定羟基异常成分选择主菜单-Basic Tools-Statistics-View Statistics File，打开文件，弹出图15对话框。根据判别规如此，确定第4个成分为含有羟基异常的成分。图专4-15 统计文件分析窗口异常等级划分1选择主菜单-Basic Tools-Statistics-pute Statistics，选择文件，在Select Mask Band按钮中选择文件，点击OK；再点击OK。计算统计值，消除水体、植被的影响。图162在pute Statistic

15、s Parameters中，按默认设置图16，点击OK。得到PC4的标准差为。图专4-16 统计计算窗口3等级划分根据标准差的倍数进展等级划分。一级异常的下限值为、二级异常、三级异常。这个K参数的大小根据该区域的蚀变带进展确定。l 打开的第4波段PC Band 4并显示；l 在图像窗口-Overlay-Density Slice对羟基异常结果进展分级图17；l 选择File-Output Range to Class Image，可以将分割结果输出为ENVI分类格式。修改编辑数据X围和颜色表：-0.062699000 0.010960000 black 0.010960000 0.013700000 blue 0.013700000 0.016440000 green 0.016440000 0.030413000 red图专4-17 羟基异常等级切割图结果验证（1） 以灰度显示方式在Display中显示原始数据。（2） 在Display-Image-Overlay-Classfication，选择前面得到的结果。可以叠加在原始图像上显示结果。注明：铁染蚀变信息提取的方法类似，可以参照该法进展操作练习。13 / 13